Ο πόρος των θαλάσσιων πυραύλων ή πώς να χρησιμοποιήσετε αυτό που υπάρχει ήδη στη φύση

Η υπερθέρμανση του πλανήτη προκαλεί αρκετούς περιβαλλοντικούς περιορισμούς που επηρεάζουν την ανάπτυξη και την παραγωγή των φυτών. Μία από τις πιο σημαντικές από αυτές τις απειλές είναι αναμφίβολα η αλάτωση των εδαφών που σκοτώνει τις περισσότερες καλλιέργειες. Στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής, η μελέτη των μηχανισμών αντίστασης στο αλάτι που αναπτύχθηκαν από ορισμένα φυτά, όπως ο θαλάσσιος πύραυλος, γεννά την ελπίδα ανάπτυξης νέων διεργασιών και τεχνικών για τη θεραπεία των εδαφών από αλάτι.

Θαλασσινός πύραυλος, φυτό ανθεκτικό στο αλάτι

Τα αλόφυτα είναι φυτά ανθεκτικά στο άλας, σε αντίθεση με τα γλυκόφυτα που είναι ευαίσθητα στο αλάτι. Βρίσκονται κυρίως στις ακτές της θάλασσας, στις αλμυρές λίμνες και σε άλλες αλμυρές περιοχές. Cakile maritima, ο θαλάσσιος πύραυλος (Εικόνα 1α ), είναι ένα από αυτά, που αναπτύσσεται στις ακτές σε όλο τον κόσμο. Αυτό το φυτό μπορεί να ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής του με αλάτι έως και 500 mM NaCl (συγκέντρωση θαλασσινού νερού) και η ανάπτυξή του δεν επηρεάζεται έως και 100 mM NaCl (Εικόνα 1β ). Προκειμένου να κατανοήσουμε τους κυτταρικούς μηχανισμούς που ευθύνονται για την αντοχή του στο στρες στο αλάτι, δημιουργήσαμε μια κυτταρική καλλιέργεια που μας παρείχε ένα απλοποιημένο μοντέλο για τη μελέτη της ικανότητας αντοχής του φυτού στο αλάτι (Εικόνα 1c, d ).

Ελέγξαμε πρώτα ότι C. maritima Οι κυτταρικές καλλιέργειες παρουσιάζουν αντίσταση στο άλας ισοδύναμη με αυτή ολόκληρου του φυτού. Αυτό το απλοποιημένο μοντέλο μας επέτρεψε να δούμε ότι η διαχείριση του άλατος σε επίπεδο κυψέλης είναι δυνατή χάρη στη ρύθμιση των συστημάτων μεταφοράς ιόντων.

Όχι μόνο αυτά τα κύτταρα περιορίζουν την είσοδο αλατιού και μειώνουν γρήγορα τη συγκέντρωση του άλατος μέσα στο κυτταρόπλασμα, αλλά επίσης μειώνουν το οξειδωτικό στρες που προκαλείται από το αλάτι. Επιπλέον, C. maritima ανέπτυξαν αρκετούς άλλους μηχανισμούς αντίστασης, όπως η αλλαγή του μεταβολισμού τους για να αντιμετωπίσουν το οσμωτικό στρες που προκαλείται από το αλάτι και τη συσσώρευση αντιοξειδωτικών. Αυτοί οι κυτταρικοί μηχανισμοί έχουν ως αποτέλεσμα διαφορετικές στρατηγικές σε ολόκληρο το φυτό (Εικόνα 2α ) Το αλάτι θα μπορούσε είτε να αποβληθεί από τη ρίζα. συσσωρεύεται σε εναέρια μέρη όπου πυροδοτεί τη συσσώρευση νερού που οδηγεί σε χυμώδες φύλλων (Εικόνα 2β ), ή απεκκρίνεται στα φύλλα.

Τα αλόφυτα ως νέος πόρος

Αν και αρκετά πικρό, Cakile maritima Το φυτό είναι βρώσιμο, αλλά η κατανάλωση αλοφύτων έχει εξαφανιστεί με το τέλος των μεγάλων λιμών στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου. Ωστόσο, εκτός από την αφαλάτωση του εδάφους, τα αλόφυτα είναι καλοί υποψήφιοι για διαφορετικές χρήσεις σε οριακά εδάφη, αποφεύγοντας τον ανταγωνισμό του γεωργικού εδάφους. Για παράδειγμα, C. maritima παράγει ελαιώδεις σπόρους που περιέχουν λιπίδια που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στη διαδικασία βιοκαυσίμων και άλλους δευτερογενείς μεταβολίτες που έχουν βιομηχανικά ή φαρμακευτικά ενδιαφέροντα. Καθώς αυτό το φυτό είναι ανθεκτικό σε υψηλές συγκεντρώσεις καδμίου στο έδαφος, είναι επίσης καλός υποψήφιος για φυτοαποκατάσταση ορισμένων οριακών εδαφών.

Η ανθρωπότητα αρχίζει να συνειδητοποιεί ότι η ζωή σε έναν πεπερασμένο κόσμο συνεπάγεται τη φροντίδα των φυσικών πόρων και την αποκατάσταση του μολυσμένου περιβάλλοντος. Η φυσική ικανότητα των φυτών αλόφυτων θα μπορούσε να αποτελέσει πηγή πλεονεκτημάτων για μια συμβίωση σε καλή νοημοσύνη με το περιβάλλον μας.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Κυτταρικοί μηχανισμοί για την επιβίωση του αλατιού στο αλόφυτο Cakile maritima, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Plant Science. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Delphine Arbelet-Bonnin, Patrick Laurenti και François Bouteau από το Université Paris Diderot, Ibtissem Ben Hamed-Laouti από το Université Paris Diderot και το University of Carthage-Tunis, και Chedlyen the Hamed Ab της Καρχηδόνας-Τύνιδας.